جیسے جیسے قابل تجدید توانائی کے لیے عالمی مقابلہ تیز ہو رہا ہے، نیو جرسی میں ایک انقلابی تجربہ ایک اہم مفروضے کا امتحان لے رہا ہے: کہ شمسی توانائی اور مویشی پالنا ایک ہی زمین پر ساتھ ساتھ رہ سکتے ہیں۔ عمودی سولر پینلز کو چراگاہوں کے ساتھ مربوط کر کے، محققین صاف توانائی کے ڈھانچے اور زرعی پیداواری صلاحیت کے درمیان بڑھتے ہوئے تناؤ کو حل کرنے کا راستہ تلاش کر رہے ہیں۔
نیو جرسی کا تجربہ: گائے اور کاربن سے پاک بجلی
رٹجرز یونیورسٹی کا نیو جرسی زرعی تجرباتی اسٹیشن اس وقت اپنے Agrivoltaics Program کے تحت ایک جدید مطالعہ کر رہا ہے۔ روایتی سولر فارمز کے برعکس، جو جھکے ہوئے پینلز استعمال کرتے ہیں اور زمین کے بڑے حصے پر محیط ہوتے ہیں، یہ منصوبہ عمودی (vertical) اور بائی فیشل (bifacial) سولر پینلز کا استعمال کرتا ہے۔ یہ پینلز دونوں اطراف سے سورج کی روشنی جذب کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، اور ان کی سیدھی حالت قطاروں کے درمیان چراگاہوں کے لیے وسیع پٹیاں فراہم کرتی ہے۔
اس مطالعہ میں مویشیوں کا ایک مخصوص گروپ شامل ہے، جن میں اینگس (Angus) گائیں (Ideal, Queen, Fizzle, اور Blossom) اور ہیرفورڈ (Herefords) (Misty اور Flurry) شامل ہیں، جو اس سائنسی آزمائش میں زندہ موضوعات کے طور پر کام کر رہے ہیں۔ محققین جانوروں کے رویے پر نظر رکھنے کے لیے ہائی فریکوئنسی کیمرہ مانیٹرنگ کا استعمال کر رہے ہیں—ہر پانچ منٹ بعد تصاویر لی جا رہی ہیں۔ مقصد یہ معلوم کرنا ہے کہ آیا مویشی پینلز کے ذریعے فراہم کردہ سائے کو ترجیح دیتے ہیں یا کیا پینلز ان کے قدرتی چرنے اور آرام کرنے کے انداز میں مداخلت کرتے ہیں۔
کثیر المقاصد مناظر کے لیے انجینئرنگ
یہ منصوبہ محض جانوروں کو گھومنے پھرنے دینے کے بارے میں نہیں ہے؛ یہ ایک انتہائی کنٹرول شدہ انجینئرنگ اور حیاتیاتی ٹیسٹ ہے۔ تجرباتی سائٹ کو تین ریپلیکیٹڈ بلاکس میں تقسیم کیا گیا ہے، جس سے سائنسدانوں کو مختلف سولر لے آؤٹ کا موازنہ ان "کنٹرول" چراگاہوں سے کرنے کی اجازت ملتی ہے جن میں کوئی پینل نہیں ہے۔
ٹیسٹ کیے جانے والے متغیرات (Variables) میں شامل ہیں:
- پینل کے درمیان فاصلہ: قطاروں کے درمیان فاصلہ مویشیوں کی نقل و حرکت اور فارم کی مشینری تک رسائی کو کیسے متاثر کرتا ہے۔
- زمین سے اونچائی (Ground Clearance): یہ تعین کرنا کہ رکاوٹ سے بچنے کے لیے پینلز کے نیچے کتنی جگہ درکار ہے۔
- نباتاتی صحت: اس بات کی نگرانی کرنا کہ سائے کی بدلتی ہوئی پٹیاں مٹی کی نمی، درجہ حرارت، اور چارے کی گھاس کی غذائی اہمیت کو کیسے متاثر کرتی ہیں۔
اگر یہ مطالعہ ثابت کر دیتا ہے کہ عمودی پینلز کے سائے میں چراگاہوں کا معیار برقرار رہتا ہے، تو یہ "agrivoltaics" کے لیے ایک خاکہ فراہم کرے گا—ایک ایسا ماڈل جہاں زمین اب توانائی کے ڈویلپرز اور کسانوں کے درمیان ایک ایسی جنگ نہیں رہے گی جس میں ایک کا فائدہ دوسرے کا نقصان ہو۔
زمین کے لیے عالمی مقابلے کا سامنا کرنا
اس تحقیق میں جس بنیادی تناؤ کو حل کرنے کی کوشش کی گئی ہے وہ پیداواری زمین کے لیے بڑھتا ہوا مقابلہ ہے۔ جیسے جیسے قومیں سبز توانائی کی طرف منتقل ہو رہی ہیں، بڑے پیمانے پر سولر تنصیبات کے لیے اکثر زرخیز زرعی زمین کو تبدیل کرنے کی ضرورت پڑتی ہے، جو غذائی تحفظ اور دیہی برادریوں کے روزگار کے لیے خطرہ ہے۔ Agrivoltaics ایک "win-win" (دونوں کے لیے فائدہ مند) تکنیکی مداخلت پیش کرتا ہے، جو بڑھتی ہوئی آبادی کو کھلانے کی صلاحیت کو قربان کیے بغیر غیر مرکزی توانائی کی پیداوار کی اجازت دیتا ہے۔
بھارت کے لیے اس کے معنی
بھارت جیسے ملک کے لیے، جو اپنے وسیع زرعی بنیاد کی حفاظت کرتے ہوئے بڑے پیمانے پر قابل تجدید توانائی کے اہداف کو پورا کرنے کے دوہرے چیلنج کا سامنا کر رہا ہے، اس ترقی کے اہم اسٹریٹجیکک اثرات مرتب ہو سکتے ہیں:
- غذائی تحفظ کا تحفظ: جیسے جیسے بھارت موسمیاتی اہداف کو پورا کرنے کے لیے اپنی شمسی صلاحیت میں اضافہ کر رہا ہے، agrivoltaic ماڈلز کو اپنانے سے کسانوں کی بے دخلی کو روکا جا سکتا ہے اور اس بات کو یقینی بنایا جا سکتا ہے کہ پیداواری چراگاہوں اور فصلوں کی زمینیں توانائی کے ڈھانچے کے لیے ضائع نہ ہوں۔
- گنجان آباد ریاستوں میں زمین کے استعمال کو بہتر بنانا: زیادہ آبادی اور محدود زمین کی دستیابی والی ریاستوں میں، عمودی اور بائی فیشل سولر ٹیکنالوجیز "dual-use" (دوہرے استعمال) کی زمین کی پالیسیوں کی اجازت دے سکتی ہیں، جس سے فی ہیکٹر معاشی پیداوار کو زیادہ سے زیادہ کیا جا سکتا ہے۔
- کسانوں کے لیے موسمیاتی لچک: سولر پینلز کے ذریعے فراہم کردہ سایہ ممکنہ طور پر ایسے مائیکرو کلائمیٹ (microclimates) پیدا کر سکتا ہے جو مٹی کے بخارات بننے اور مویشیوں کے لیے گرمی کے دباؤ کو کم کرے، جس سے بڑھتے ہوئے بھارتی درجہ حرارت کے پیش نظر زرعی پیداوار کو مستحکم کرنے کا راستہ ملے گا۔
رٹجرز یونیورسٹی کے محققین نے نیو جرسی میں ایک فعال چراگاہ پر عمودی، بائی فیشل سولر پینلز کی قطاریں نصب کی ہیں اور پینلز کے ذریعے بجلی پیدا ہونے کے دوران اینگس اور ہیرفورڈ مویشیوں کے ایک چھوٹے ریوڑ کی نگرانی کر رہے ہیں۔ یہ تجربہ اس لیے اہم ہے کیونکہ یہ اس بات کا امتحان لیتا ہے کہ آیا قابل تجدید توانائی کا ڈھانچہ مویشیوں کے چرنے کے ساتھ ساتھ رہ سکتا ہے—ایک ایسا سوال جو تیزی سے ترقی کرتی ہوئی معیشتوں کے اس بارے میں تعین کر سکتا ہے کہ وہ بجلی کی پیداوار اور خوراک کی پیداوار دونوں کا تحفظ کیسے کرتی ہیں۔
یہ آزمائش اب کیوں اہم ہے
دنیا بھر کی حکومتیں سولر کیپیسٹی میں کئی گگاوٹ اضافے کے لیے دوڑ رہی ہیں، لیکن بڑے پیمانے پر فارمز کو اکثر ترچھے لگے ہوئے پینلز (tilted arrays) کے لیے زرخیز مٹی کو قربان کرنا پڑتا ہے۔ یہ توازن غذائی تحفظ اور دیہی برادریوں کے روزگار کے لیے خطرہ ہے۔ ایگری وولٹائکس (Agrivoltaics)—فصلوں یا چراگاہوں کے درمیان سولر کلیکٹرز لگانا—زمین کو توانائی اور زراعت دونوں کے لیے "کامتا ہوا" رکھنے کا ایک طریقہ فراہم کرتا ہے۔
نیو جرسی کا فیلڈ ٹیسٹ
نیو جرسی ایگریکلچرل ایکسپیریمنٹ اسٹیشن کے ایگری وولٹائکس پروگرام نے ایک تحقیقی فارم پر تین ریپلیکیٹڈ بلاکس (replicated blocks) قائم کیے ہیں۔ ہر بلاک میں کھڑے ہوئے پینلز (upright panels) کی ایک مختلف ترتیب ہے، جبکہ چوتھا "کنٹرول" بلاک بالکل خالی ہے۔ پینلز اسٹیل کے فریموں پر کھڑے ہیں، جو شمال سے جنوب دونوں اطراف کا رخ رکھتے ہیں، اور قطاروں کے درمیان گھاس کی چوڑی پٹیاں چھوڑی گئی ہیں تاکہ گائے آزادانہ طور پر حرکت کر سکیں۔
چند مویشی—چار اینگس (Angus) گائیں جن کے نام Ideal، Queen، Fizzle اور Blossom ہیں، نیز دو ہیرفورڈ (Hereford) گائیں جن کے نام Misty اور Flurry ہیں—زندہ تجرباتی موضوعات ہیں۔ ہائی فریکوئنسی کیمرے ہر پانچ منٹ بعد ایک تصویر لیتے ہیں، جو چرنے کے انداز، سایہ کے استعمال اور آرام کرنے کے رویے کا ڈیٹا ایک مرکزی تجزیاتی پلیٹ فارم (analytics platform) کو فراہم کرتے ہیں۔ محققین درج ذیل چیزوں کی پیمائش بھی کر رہے ہیں:
- پینل کے درمیان فاصلہ – قطاروں کے درمیان فاصلہ مویشیوں کی نقل و حرکت اور ٹریکٹروں کے گزرنے کی صلاحیت پر کیسے اثر انداز ہوتا ہے۔
- زمین سے اونچائی (Ground clearance) – پینلز کے نیچے پاؤں پڑنے یا رکاوٹ سے بچنے کے لیے درکار کم از کم اونچائی۔
- پودوں کی صحت – سایہ دار بمقابلہ دھوپ والے حصوں میں مٹی کی نمی، درجہ حرارت، اور چارے کی غذائی اہمیت۔
کنٹرول چراگاہ کے ساتھ تینوں پینل لے آؤٹ کا موازنہ کر کے، ٹیم اس ڈیزائن کو الگ کرنے کی امید رکھتی ہے جو چارے کے معیار اور جانوروں کی فلاح و بہبود کو برقرار رکھتے ہوئے بجلی کی پیداوار کو زیادہ سے زیادہ کر سکے۔
وسیع تر اہداف
- توانائی کا تحفظ – عمودی بائی فیشل (bifacial) پینلز دونوں اطراف سے بجلی پیدا کرتے ہیں۔
- غذائی تحفظ – چراگاہی زمین کو پیداواری حالت میں رکھنے سے زرعی زمین یا چراگاہوں کو سولر فیلڈز میں تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں رہتی، جو ان علاقوں کے لیے ایک اہم تشویش ہے جہاں قابل کاشت زمین پہلے ہی کم ہے۔
مخالف نکات اور چیلنجز
ناقدین کا کہنا ہے کہ سایہ فوٹوسنتھیسز (photosynthesis) کو کم کر سکتا ہے، جس سے اگر پینلز بہت زیادہ گھنے ہوں تو گھاس کی نشوونما کم ہو سکتی ہے۔ دیکھ بھال کرنے والے عملے کو ایک فعال چراگاہ میں اونچے، کھڑے ہوئے پینلز کی دیکھ بھال کرنے میں لاجسٹک رکاوٹوں کا بھی سامنا کرنا پڑتا ہے۔ اس ماڈل کو تحقیقی فارم سے آگے بڑھانے کے لیے لاگت اور فائدے کے ان سوالات کے واضح جوابات درکار ہوں گے۔
بھارت کیا سیکھ سکتا ہے
بھارت اگلے دہائی میں سینکڑوں گگاوٹ سولر کیپیسٹی نصب کرنے کا منصوبہ رکھتا ہے، تاہم ملک کا زرعی شعبہ اب بھی افرادی قوت کا ایک بڑا حصہ استعمال کرتا ہے اور اس کی زمین کا زیادہ تر حصہ اس پر مشتمل ہے۔ پالیسی فریم ورک کو مالیاتی معاونت، زمین کے لیز کے معاہدوں، اور ہائبرڈ تنصیبات کے انتظام کے لیے کسانوں کی تربیت جیسے معاملات کو حل کرنے کی ضرورت ہوگی۔
آگے کیا دیکھنا ہے
- مکمل سیزن کے نتائج – رٹگز (Rutgers) کی ٹیم ایک مکمل چرنے کے چکر کے بعد بجلی کی پیداوار، چارے کے معیار، اور جانوروں کی صحت کے پیمانوں پر مشتمل ایک جامع ڈیٹا سیٹ شائع کرنے کا منصوبہ رکھتی ہے۔
- لاگت کا تجزیہ – عمودی ایگری وولٹائکس اور روایتی سولر فارمز کے درمیان زندگی کے دورانیے (life-cycle) کی لاگت کا تفصیلی موازنہ معاشی طور پر اس کی افادیت کو واضح کرے گا۔
- پالیسی پائلٹ – زمین کی کمی والے علاقوں میں ابتدائی طور پر اسے اپنانے والے رٹگز کے ڈیٹا کو تکنیکی نمونے کے طور پر استعمال کرتے ہوئے پائلٹ پروگرام شروع کر سکتے ہیں۔
- تکنیکی بہتری – پینل کے مواد، ٹریکنگ سسٹمز، اور مویشیوں کی نگرانی کرنے والے سینسرز میں بہتری سے لاگت کم ہو سکتی ہے اور اسے اپنانے کی رفتار بڑھ سکتی ہے۔
اگر عمودی ایگری وولٹائکس کا ماڈل یہ ثابت کر دیتا ہے کہ گائیں بجلی پیدا کرنے والے چھت (canopy) کے نیچے آرام سے چر سکتی ہیں، تو یہ بھارت جیسے ممالک کے لیے اپنی عوام کو کھلانے والی زمین کو قربان کیے بغیر قابل تجدید توانائی کے اہداف کو پورا کرنے کا ایک ٹھوس راستہ فراہم کرے گا۔ نیو جرسی کا یہ تجربہ فارمز کی ایک نئی قسم کے لیے بلیو پرنٹ بن سکتا ہے جو ایک ہی زمین پر صاف بجلی پیدا کرنے اور خوراک کی پیداوار کو برقرار رکھنے کی صلاحیت رکھتے ہوں۔